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Setup of a laboratory to analyse heat pump performance

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Concept de laboratoire qui évalue les performances des pompes à chaleur

Les pompes à chaleur offrent un chauffage, un refroidissement et une eau chaude sanitaire plus écologiques, certaines pompes étant adaptées à une utilisation industrielle. LAB2SHAPE a conçu un laboratoire qui teste les performances avec précision, afin de permettre aux consommateurs de faire un choix éclairé.

Changement climatique et Environnement icon Changement climatique et Environnement

Les pompes à chaleur transfèrent la chaleur d’un environnement à basse température vers un second à haute température. En hiver, elles peuvent ajouter de l’énergie, généralement de l’électricité, pour convertir l’air froid extérieur en chauffage intérieur. En été, elles absorbent la chaleur intérieure pour la rejeter à l’extérieur. Les pompes à chaleur sont efficaces: pour une unité d’énergie, elles produisent approximativement quatre unités de chauffage ou de refroidissement, les autres unités provenant de sources ambiantes, comme le sol. Cette énergie motrice peut être générée par des sources renouvelables, comme le photovoltaïque, ce qui réduit les émissions de CO2. En outre, les pompes à chaleur peuvent être intégrées aux réseaux électriques; en stockant l’énergie, elles peuvent apporter une certaine flexibilité au réseau. «Cela dit, les consommateurs doivent encore être convaincus de leur valeur», fait remarquer Mustafa Araz, chercheur dans le cadre du projet LAB2SHAPE. On croit à tort que ces dispositifs ne peuvent pas fonctionner dans les climats froids, alors qu’ils sont particulièrement répandus en Scandinavie. Malgré les subventions octroyées dans de nombreux pays européens, nombreux sont ceux à les considérer onéreux. Peut-être plus important encore, il y a une pénurie d’installateurs qualifiés. «Les pompes à chaleur sont inéluctablement amenées à remplacer les chaudières à gaz dans quelques décennies. Afin de stimuler la demande, leurs performances doivent toutefois être quantifiées et expliquées de manière plus efficace», précise Mustafa Araz. Hébergé par Peutz Netherlands, le projet LAB2SHAPE a élaboré un concept de laboratoire consacré à l’évaluation des performances qui fournit aux clients des tests, des certifications et des conseils.

Conception du laboratoire

Un modèle informatique destiné aux tests en laboratoire a été élaboré sur la base des ensembles de données sur les pompes à chaleur accessibles au public et applicables à différents types, capacités, efficacités et modes dégivrage des pompes à chaleur. Le laboratoire se limitait aux pompes à chaleur résidentielles électriques d’une capacité thermique de chauffage/refroidissement maximale de 20 kW. À l’heure actuelle, les performances annuelles sont déterminées par des tests conformes aux règlements de l’UE, aux normes d’écoconception et d’étiquetage énergétique et aux normes européennes (EN 14511, EN 14825 et EN 16147), et sont calculées en combinant les résultats de quatre à six points de test, dans trois conditions climatiques. «La capacité est également définie à un point fixe par le fabricant; pendant les tests, son fonctionnement ne dépend donc pas d’un thermostat, à l’image de la vie réelle», précise Mustafa Araz. «Cela laisse en suspens des questions sur l’efficacité réelle.» Le concept de laboratoire du projet visait à tester les performances des pompes à chaleur et des climatiseurs air-air, des pompes à chaleur air-eau, des pompes à chaleur eau (saumure)-eau (saumure), des pompes à chaleur eau (saumure)-air et des pompes à chaleur pour l’eau chaude sanitaire. Dans le respect des normes de l’UE, les tests comprenaient également les labels d’assurance qualité tels que EHPA et KEYMARK. «À notre connaissance, les Pays-Bas et l’Europe ne comptent respectivement aucun centre de test et très peu de centres pour les tests de pompes à chaleur et de climatiseurs air-air, et ils sont encore moins nombreux à proposer des tests commerciaux. Étant donné la croissance du marché, la demande va probablement monter en flèche», explique Mustafa Araz.

Contribuer à l’établissement des normes

Dans l’UE, les bâtiments sont responsables d’environ 40 % de la consommation d’énergie et 36 % des émissions de CO2, les systèmes de chauffage résidentiels actuels étant essentiellement alimentés par des combustibles fossiles. Cela dit, les pompes à chaleur sont au cœur de la transition écologique amorcée par les initiatives de l’UE telles que la directive sur la performance énergétique des bâtiments (DPEB), la directive sur l’efficacité énergétique et le pacte vert pour l’Europe. Plus récemment, la Commission européenne a manifesté sa volonté de parvenir à l’indépendance énergétique, y compris de doubler les installations de pompes à chaleur au cours des cinq prochaines années. Pour l’heure, l’équipe du projet examine les possibilités de partenariats afin de mettre en service son laboratoire d’évaluation et de certification. «Notre laboratoire pourrait également combiner les données de performance avec des simulations dynamiques afin d’évaluer des pompes à chaleur spécifiques destinées à un éventail de bâtiments, de climats et même d’autres systèmes énergétiques, comme le photovoltaïque», conclut Mustafa Araz.

Mots‑clés

LAB2SHAPE, pompe à chaleur, combustible fossile, énergie, résidentiel, bâtiments, chauffage, refroidissement, laboratoire

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